Vielschichtige molekulare Analyse der hepatoprotektiven Wirkung von Heilkräuterextrakten zur Vorbeugung von durch Aflatoxin B1 verursachten Leberfunktionsstörungen - in-vivo beim Schwein als Tiermodell sowie in-vitro bei porcinen und humanen Hepatozyten-Zellkulturen

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Wimmers
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung ; Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504983453

Das Projekt zielt darauf ab, die hepatoprotektive Wirkung von Heilkräutern auf hepatotoxische Effekte von Aflatoxin B1 (AFB1) in vivo bei Ferkeln und im Vergleich in menschlichen Hepatozytenkulturen in vitro zu untersuchen. Zur präzisen und umfassenden Aufklärung erfolgt eine mehrstufige molekulare Analyse auf den Ebenen des Transkriptoms, des Proteom und Metaboloms. Die Motivation für das Projekt ergibt sich immer wieder vorkommenden akzidentellen Kontaminationen von Futter- und Lebensmitteln mit Aflatoxin, vor allem AFB1. Wir stellten die Hypothese auf, dass hepatoprotektive Heilkräuter [Andrographis paniculata AP, Silybum Marianum SM, Curcuma Longa, CL], die eine positive Wirkung auf die Leberzellen haben, auch die unerwünschten Auswirkungen von mit AFB1 kontaminierten Futter-(Lebens-)mitteln abschwächen könnten. Eine in einem Politprojekt spezifizierte hepatotoxische Dosis von AFB1 mit subklinischen Symptomen wird in Kombination mit Extrakten der Heilkräuter verfüttert (WP1). Die hepatotoxische Wirkung von Aflatoxin B1 (AFB1) und die hepatoprotektive Wirkung von Heilkräuterextrakten auf die Leberfunktion wird durch histologische und (labor-)klinische Untersuchungen (WP1) sowie Analyse des Proteoms (WP2), der mitochondrialen fuktionellen und strukturellen Variation (WP3), der miRNA- (WP4) und mRNA- (WP6, WP7) Expression und des Metaboloms (WP8) in vivo charakterisiert. In-vitro-Experimente mit humanen (THLE2) und porcinen (JSNK-1) Zellen untermauern die Auslenkung spezifischer molekularer Pfade und die spezifische funktionelle Rolle von Schlüsselgenen durch Expressionsanalysen und siRNA-Experimente (WP8). Die Aufdeckung detaillierter Veränderungen auf molekularer Ebene und Interpretation der Daten wird durch eine umfassende bioinformatische Integration und Analyse aller Daten gewährleistet (WP9). Ein breites Spektrum moderner molekularer Methoden liefert Einblicke in die grundlegenden Veränderungen in den biologischen und metabolischen Prozessen als Reaktion auf Aflatoxine sowie in Kombination mit der potentiell hepatoprotektiven Wirkung von Heilkräutern, die als gesundheitsfördernde Ernährungsergänzungen angeboten werden. Die Studie liefert Ergebnisse mit Relevanz für die Gestaltung von Diäten beim Schwein und gibt Auskunft, ob den Auswirkungen akzidenteller Aflatoxinkontaminationen präventiv begegnet werden kann. Des Weiteren ermöglicht die Studien durch den Vergleich der Reaktion humaner und porcine Zellen Aussagen über das Potential der Verwendung der Heilkräuter im Sinne einer gesunden Ernährung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Chandra Pareek